(57)【要約】【課題】  蒸発器の着霜防止や冷やし過ぎ防止のために、サーモスタット等を用いて圧縮機のオン・オフ制御をした場合にも、トルクショックを低減する。【解決手段】  圧縮機１は、電磁弁７の制御により、最大容量と中間容量の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機である。この圧縮機１は、エンジン８の駆動力が電磁クラッチ１０等を介して伝達されて駆動する。コントローラ３０は、蒸発器出口空気温度ＴＥと圧縮機オフ温度を比較することにより、圧縮機１の吐出容量を変更するが、最大容量と零容量との間で容量変更する場合には、その途中で短時間だけ中間容量での運転をさせる。このように中間容量での圧縮機運転を行うことにより、トルクショックが低減する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吐出容量として最大容量と中間容量の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機と、
前記圧縮機の吐出容量を、最大容量、中間容量に切り換える吐出容量切換手段と、
走行用エンジンから前記圧縮機に駆動力を伝達する駆動力伝達経路に介在されているクラッチと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データを有すると共に、設定室温，室温，日射量，外温を基に目標吹出温度を演算し、演算した目標吹出温度に対応する圧縮機オフ温度を、前記特性データを参照して求め、
また前記コントローラは、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度以下になった場合には、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を最大容量から中間容量に切り換え、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを開放状態にして、前記圧縮機からの吐出容量を零にし、また、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度に予め設定した応差を加えた温度以上になった場合には、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量に切り換えて、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量から最大容量に切り換えて、前記圧縮機を最大容量で運転させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
冷媒の吐出容量として最大容量と中間容量の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機と、
前記圧縮機の吐出容量を、最大容量、中間容量に切り換える吐出容量切換手段と、
走行用エンジンから前記圧縮機に駆動力を伝達する駆動力伝達経路に介在されているクラッチと、
蒸発器を通過してきた空気を、ヒーターを通過させる側とヒーターを迂回させる側とに振り分けるエアミックスダンパと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データを有すると共に、設定室温，室温，日射量，外温を基に目標吹出温度を演算し、演算した目標吹出温度に対応する圧縮機オフ温度を、前記特性データを参照して求め、
また前記コントローラは、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度以下になった場合には、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を最大容量から中間容量に切り換え、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを開放状態にして、前記圧縮機からの吐出容量を零にし、また、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度に予め設定した応差を加えた温度以上になった場合には、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量に切り換えて、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量から最大容量に切り換えて、前記圧縮機を最大容量で運転させ、
更に前記コントローラは、前記ヒーターに流入する空気の温度であるヒーター入口温度と、演算した目標吹出温度を基に、圧縮機の吐出容量が変更したときの目標吹出温度の変動を相殺するように、前記エアミックスダンパの開度を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
吐出容量が中間容量のときに前記圧縮機を駆動するのに必要なトルクは、吐出容量が最大容量のときに前記圧縮機を駆動するのに必要なトルクの約半分になるように、前記中間容量の吐出容量が規定されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記圧縮機は、吐出容量の異なる複数の中間容量を有しており、
前記コントローラは、吐出容量を最大容量から零容量に変更する際には、複数の中間容量のうち容量の大きいものから小さいものに向かう順に、前記圧縮機を各中間容量で運転させ、また、吐出容量を零容量から最大容量に変更する際には、複数の中間容量のうち容量の小さいものから大きいものに向かう順に、前記圧縮機を各中間容量で運転させることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置に関し、クーラーシステムの圧縮機の吐出容量が変化しても、トルクショックを低減することができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内環境を快適にするため、自動車には車両用空調装置が備えられている。この車両用空調装置は、ベンチレーター（換気機能）と、ヒーター（暖房機能）と、クーラーシステム（冷房・除湿機能）により構成されている。
【０００３】
ヒーターは、乗用車では、一般的には温水式ヒーターが採用されている。このタイプのヒーターでは、水冷エンジンのラジエータの温水（冷却液）を熱源として利用している。
【０００４】
またクーラーシステムは、蒸気圧縮式冷媒サイクルにより構成されている。この蒸気圧縮式冷媒サイクルは、圧縮機、凝縮器、レシーバ、膨張弁、蒸発器などを主要部材として構成されている。
【０００５】
蒸気圧縮式冷媒サイクルの圧縮機は、自動車の走行用エンジンのクランクシャフトからＶベルトなどによって駆動力を得て回転駆動し、冷媒を圧縮している。なお、Ｖベルトと圧縮機との間には電磁クラッチが介装されており、走行用エンジンが回転駆動しているときに、前記電磁クラッチがオン（ＯＮ）すると（接続状態になると）駆動力が圧縮機に伝達されて圧縮機が作動し、前記電磁クラッチがオフ（ＯＦＦ）すると（開放状態になると）駆動力は圧縮機に伝達されず圧縮機は作動停止する。
【０００６】
上述のクーラーシステムでは、冷房負荷が変動するのに合わせて、圧縮機の能力を制御している。この能力制御の方法は、圧縮機のタイプによって異なる。
即ち、
（１）可変容量型の圧縮機を使用しているクーラーシステムでは、冷房負荷の大きさに応じて、圧縮機の吐出容量を、最大容量から最小容量にまで任意に（連続して）調整し、能力制御を行う。
（２）固定容量型の圧縮機を使用しているクーラーシステムでは、蒸発器出口の空気温度を検出するサーモスタット等を用いて、圧縮機のオン・オフ制御（前記電磁クラッチのオン・オフ制御）をすることにより、能力制御を行い、蒸発器の着霜防止や低冷房負荷時の冷やしすぎ防止を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
可変容量型の圧縮機を使用した場合には、容量制御率の低い領域（吐出容量が小さい領域）では、クーラーシステムの冷凍サイクルの運転効率（成績係数：ＣＯＰ）が低くなるという課題がある。
【０００９】
なお、成績係数は次式にて定義した効率である。
ＣＯＰ＝Ｑ／Ｌ
但し、
Ｑ：冷凍能力（蒸発器の吸熱能力）
Ｌ：圧縮機に供給される動力（圧縮機の仕事量）
【００１０】
図１２は、圧縮機の吐出容量と圧縮機効率との関係を示す特性である。図１２から分かるように、吐出容量が小さいほど、圧縮機効率が悪くなることがわかる。
【００１１】
また図１３は、圧縮機の吐出容量と、冷凍サイクル全体のシステムＣＯＰとの関係を示す特性である。図１３から分かるように、吐出容量が５０％前後の範囲において、ＣＯＰが大きくなる。これは、吐出容量が減少すると、冷凍サイクルの高低圧差が減少して冷凍サイクルの理論効率が上昇するため、圧縮効率を考慮したシステムＣＯＰは、吐出容量が５０％付近で最大となる特性を示すためである。また、吐出容量が小さくなるにしたがい、ＣＯＰが小さくなることが分かる。
【００１２】
一方、固定容量型の圧縮機を使用した場合には、圧縮機のオン・オフに伴い、車室内に吹き出される空気温度が急激に変動し、しかも温度変動幅が大きくなるため、乗員の快適性が悪化する。
また、圧縮機オン時のトルク変動が大きいため、乗員へのトルクショックが発生し、ドライバビリティが悪化する。
【００１３】
本発明は、上記従来技術に鑑み、圧縮機の吐出容量を変化させても、冷凍サイクルのＣＯＰをさほど下げることなく、しかも車室内に吹き出される空気温度の変動が小さく、且つ、トルクショックが発生しない、車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の構成は、
冷媒の吐出容量として最大容量と中間容量の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機と、
前記圧縮機の吐出容量を、最大容量、中間容量に切り換える吐出容量切換手段と、
走行用エンジンから前記圧縮機に駆動力を伝達する駆動力伝達経路に介在されているクラッチと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データを有すると共に、設定室温，室温，日射量，外温を基に目標吹出温度を演算し、演算した目標吹出温度に対応する圧縮機オフ温度を、前記特性データを参照して求め、
また前記コントローラは、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度以下になった場合には、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を最大容量から中間容量に切り換え、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを開放状態にして、前記圧縮機からの吐出容量を零にし、また、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度に予め設定した応差を加えた温度以上になった場合には、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量に切り換えて、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量から最大容量に切り換えて、前記圧縮機を最大容量で運転させることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、
冷媒の吐出容量として最大容量と中間容量の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機と、
前記圧縮機の吐出容量を、最大容量、中間容量に切り換える吐出容量切換手段と、
走行用エンジンから前記圧縮機に駆動力を伝達する駆動力伝達経路に介在されているクラッチと、
蒸発器を通過してきた空気を、ヒーターを通過させる側とヒーターを迂回させる側とに振り分けるエアミックスダンパと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データを有すると共に、設定室温，室温，日射量，外温を基に目標吹出温度を演算し、演算した目標吹出温度に対応する圧縮機オフ温度を、前記特性データを参照して求め、
また前記コントローラは、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度以下になった場合には、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を最大容量から中間容量に切り換え、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを開放状態にして、前記圧縮機からの吐出容量を零にし、また、蒸発器を通過してきた空気温度である蒸発器出口空気温度が、前記特性データを参照して求めた圧縮機オフ温度に予め設定した応差を加えた温度以上になった場合には、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量に切り換えて、前記圧縮機を予め設定した時間にわたり中間容量で運転させた後に、前記クラッチを接続状態にすると共に、前記吐出容量切換手段により、前記圧縮機の吐出容量を中間容量から最大容量に切り換えて、前記圧縮機を最大容量で運転させ、
更に前記コントローラは、前記ヒーターに流入する空気の温度であるヒーター入口温度と、演算した目標吹出温度を基に、圧縮機の吐出容量が変更したときの目標吹出温度の変動を相殺するように、前記エアミックスダンパの開度を制御することを特徴とする。
【００１６】
また本発明の構成は、
上記車両用空調装置において、吐出容量が中間容量のときに前記圧縮機を駆動するのに必要なトルクは、吐出容量が最大容量のときに前記圧縮機を駆動するのに必要なトルクの半分になるように、前記中間容量の吐出容量が規定されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の構成は、上記車両用空調装置において、
前記圧縮機は、吐出容量の異なる複数の中間容量を有しており、
前記コントローラは、吐出容量を最大容量から零容量に変更する際には、複数の中間容量のうち容量の大きいものから小さいものに向かう順に、前記圧縮機を各中間容量で運転させ、また、吐出容量を零容量から最大容量に変更する際には、複数の中間容量のうち容量の小さいものから大きいものに向かう順に、前記圧縮機を各中間容量で運転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、車両用空調装置の圧縮機をオン・オフする際、つまり圧縮機の吐出容量を最大容量から零容量、または、零容量から最大容量に容量変更する途中で、一旦、短時間だけ中間容量での運転をするようにしたため、車両用空調装置の省動力化が図られると同時に、圧縮機をオン・オフする時のトルク変動が減少することにより、乗員へのトルクショックが低減される。
【００１９】
更に、圧縮機をオン・オフするのに伴い変動する吹出温度の変動を、エアミックスダンパの開度制御をして相殺することにより、圧縮機のオン・オフに伴うグリル吹出温度の変動が微小に抑えられ、乗員の快適性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
＜車両用空調装置の全体構成＞
まず初めに、車両用空調装置の全体構成を、図１を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１に示すように、車両用空調装置のクーラーシステムは、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、膨張弁４、蒸発器５、及びこれら機器を連結する冷媒配管６により構成されている。このクーラーシステムでは、圧縮機１により圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは、凝縮器２に送られ、外気により冷却・凝縮されて冷媒液となる。冷媒液は、膨張弁４にて断熱膨張し、蒸発器５にて蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、蒸発器５に接触する導入空気を冷却した後、圧縮機１に戻される。
【００２３】
圧縮機１は、最大容量と中間容量の2位置の吐出容量を有する可変容量型の圧縮機である。この可変容量型の圧縮機1では、吐出容量切換手段である電磁弁7の作動により、最大容量(１００％吐出容量)、中間容量（例えば２５％吐出容量）が選択される。つまり電磁弁７が励磁状態（オン状態）のときに、吐出容量が中間容量となり、電磁弁７が消磁状態（オフ状態）のときに、吐出容量が最大容量となる。
【００２４】
なお、この圧縮機１では、中間容量のときのトルク（圧縮機１を駆動するのに必要なトルク）は、最大容量のときのトルクの約５０％になっている。逆に言えば、最大容量のときのトルクの約５０％のトルクとなる容量を、中間容量として設定している。
【００２５】
圧縮機１の駆動源は、車両走行用のエンジン８である。つまりエンジン８の駆動力が、ベルト９及び電磁クラッチ１０を介して、圧縮機１に伝達されて、圧縮機１が駆動するようになっている。つまり、電磁クラッチ１０は、エンジン８から圧縮機１に駆動力を伝達する動力伝達経路の途中に介在されている。
【００２６】
したがって、圧縮機１の吐出容量は、エンジン８と、電磁クラッチ１０と、電磁弁７の作動状態により、次のように変化する。
（１−１）エンジン８が停止時には、圧縮機１は作動せず、その吐出容量は０％となる。
（１−２）エンジン８が駆動中において、電磁クラッチ１０がオフ（開放）状態になると、圧縮機１は作動せず、その吐出容量は０％となる。
（２）エンジン８が駆動中で、且つ、電磁クラッチ１０がオン（接続）状態の時に、電磁弁７がオフ（消磁）状態になると、圧縮機１が作動し、その吐出容量が最大容量（１００％吐出容量）となる。
（３）エンジン８が駆動中で、且つ、電磁クラッチ１０がオン（接続）状態の時に、電磁弁７がオン（励磁）状態になると、圧縮機１が作動し、その吐出容量が中間容量（２５％吐出容量）となる。
【００２７】
内外気切替ダンパ２１により外気導入と内気循環とが選択される。選択・導入された空気は、室内ファン２２によりエアダクト２０内に吹き込まれ、蒸発器５を通過することにより、冷却・除湿される。蒸発器５を通過してきた空気（蒸発器出口空気）は、エアミンクスダンパ２３により振り分けられ、振り分けられた一方は、ヒーター２４を通過して加熱され、振り分けられた他方は、ヒーター２４を迂回して進む。ヒーター２４を通過して加熱された空気と、ヒーター２４を迂回して進んだ空気は、ヒーター２４よりも後流側で合流し、顔吹出口２５ａや足元吹出口２５ｂから吹き出される。
【００２８】
なお図１では、実線により示すエアミックスダンパ２３の他に、ダンパ開度（θ）が０％のときのエアミックスダンパ２３の状態（ヒーター２４の入口面の全面を塞ぐ状態）と、ダンパ開度（θ）が１００％のときのエアミックスダンパ２３の状態を、点線で示している。
【００２９】
蒸発器５を通過した蒸発器出口空気の温度は、蒸発器出口空気温度センサ３１により検出される。検出された蒸発器出口空気温度ＴＥは、コントローラ３０に送られる。
【００３０】
このコントローラ３０には、上述した蒸発器出口空気温度ＴＥの他に、設定室温ＴＳ、室温ＴＩ、日射量Ｓ、外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ、室内ファン電圧Ｖなどが入力される。なお、設定室温ＴＳは、自動車の乗員が設定する希望の室内温度であり、室温ＴＩは室温センサにより検出された自動車室内の温度であり、日射量Ｓは日射量センサにより検出された日射量であり、外温ＴＯは外温センサにより検出された自動車室外の温度であり、圧縮機回転数Ｎは回転数センサにより検出された圧縮機１の回転数であり、室内ファン電圧Ｖは電圧センサにより検出された室内ファン２２への供給電圧である。
【００３１】
コントローラ３０は、電磁クラッチ１０及び電磁弁７の作動制御をすると共に、エアミックスダンパ２３の開度制御をし、更に、後述する制御を行う。
【００３２】
本実施例の車両用空調装置では、図２に示すように、３つの空調モード、即ち、除湿モード、省動力モード、窓曇り防止モードを備えている。この図２は、各モードにおける、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データである。
【００３３】
「除湿モード」とは、夏の季節のように、目標吹出温度Ｔｍｓ（吹出口から吹き出される空気温度）を１０°Ｃ以下にするときに採用されるモードであり、蒸発器出口空気温度ＴＥを、蒸発器５が着霜しない下限の温度（着霜限界温度）である除湿モード温度（例えば３°Ｃ）に制御するモードである。つまり、蒸発器出口空気温度センサ３１により検出した蒸発器出口空気温度ＴＥが、除湿モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ（３°Ｃ）以下になると、圧縮機１の吐出容量を零にする制御モードである。
このとき、後述するように、圧縮機１の吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから零容量（電磁クラッチ１０をオフ）にしている。
【００３４】
なお、蒸発器出口空気温度ＴＥが、除湿モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ（３°Ｃ）＋応差温度（オン・オフの際のヒステリシスを持たせるために予め設定した温度）を越えたら、再び電磁クラッチ１０をオンにして、圧縮機１の吐出容量を増加させる（図３参照）。
このとき、圧縮機１の吐出容量の増加は、後述するように、吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから、最大容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオフ）にしている。
【００３５】
「省動力モード」とは、春や秋の季節のように、外気温度低下などの冷房負荷の減少に伴い、目標吹出温度Ｔｍｓを１０〜２０°Ｃにして、動力を省力化するときに採用されるモードであり、蒸発器出口空気温度ＴＥを、着霜限界温度よりも高めに設定した省動力モード温度に制御するモードである。具体的には、省動力モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆは、目標吹出温度Ｔｍｓが１０°Ｃから１７°Ｃに向かうに従い圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆが３°Ｃから１０°Ｃになり、目標吹出温度Ｔｍｓが１７°Ｃから２０°Ｃでは、圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆが１０°Ｃとなるようにしたものである。そして、蒸発器出口空気温度センサ３１により検出した蒸発器出口空気温度ＴＥが、省動力モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ以下になると、圧縮機１の吐出容量を零にする制御モードである。
このとき、後述するように、圧縮機１の吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから零容量（電磁クラッチ１０をオフ）にしている。
【００３６】
なお、蒸発器出口空気温度ＴＥが、省動力モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ＋応差温度を越えたら、再び電磁クラッチ１０をオンにして、圧縮機１の吐出容量を増加させる（図３参照）。
このとき、圧縮機１の吐出容量の増加は、後述するように、吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから、最大容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオフ）にしている。
【００３７】
「窓曇り防止モード」とは、冬の季節のように、比較的、外気温度が低く外気湿度が高い時に、窓ガラスが曇らないようにするときに採用されるモードであり、蒸発器出口空気温度ＴＥを、着霜限界温度ないし着霜限界温度よりも高めに設定した窓曇り防止モード温度に制御するモードである。具体的には、窓曇り防止モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆは、目標吹出温度Ｔｍｓが２０°Ｃから２７°Ｃに向かうに従い圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆが１０°Ｃから３°Ｃになり、目標吹出温度Ｔｍｓが２７°Ｃを越えると、圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆが３°Ｃとなるようにしたものである。そして、蒸発器出口空気温度センサ３１により検出した蒸発器出口空気温度ＴＥが、窓曇り防止モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ以下になると、圧縮機１の吐出容量を零にする制御モードである。
このとき、後述するように、圧縮機１の吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから零容量（電磁クラッチ１０をオフ）にしている。
【００３８】
なお、蒸発器出口空気温度ＴＥが、窓曇り防止モードでの圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆ＋応差温度を越えたら、再び電磁クラッチ１０をオンにして、圧縮機１の吐出容量を増加させる（図３参照）。
このとき、吐出容量の増加は、後述するように、圧縮機１の吐出容量を一旦、中間容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオン）にしてから、最大容量（電磁クラッチ１０をオン、電磁弁７をオフ）にしている。
【００３９】
ここでコントローラ３０を中心として行う、演算及び制御状態を、演算・制御状態を示す説明図である図４と、演算・制御状態を示すフロー図である図５を参照しつつ説明する。なお、この制御では、エンジン８が回転駆動していることを前提として、説明を進める。
【００４０】
コントローラ３０に、センサ検出値（設定室温ＴＳ、室温ＴＩ、日射量Ｓ、外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ、室内ファン電圧Ｖ、蒸発器出口空気温度ＴＥ）を入力する（ステップ１）。
【００４１】
コントローラ３０は、設定室温ＴＳ、室温ＴＩ、日射量Ｓ及び外温ＴＯを基に、予め設定した演算式から、目標吹出温度Ｔｍｓを演算する（ステップ２）。
【００４２】
コントローラ３０は、図２に示す、目標吹出温度Ｔｍｓと圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆとの関係から、ステップ２で求めた目標吹出温度Ｔｍｓに対応する圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆを演算する（ステップ３）。
【００４３】
圧縮機１の吐出容量が中間容量でなく１００％容量であるときには（ステップ４，５）、蒸発器出口空気温度ＴＥと、ステップ３で求めた圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆとを比較する（ステップ６）。
【００４４】
ＴＥ＞Ｔｏｆｆである場合には、圧縮機１の吐出容量を１００％に維持する（ステップ７）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオフにする制御を行う。
【００４５】
一方、ＴＥ≦Ｔｏｆｆである場合には、圧縮機１の吐出容量を中間容量に変更する（ステップ８）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオンにする。
【００４６】
圧縮機１の吐出容量が中間容量に変更されたら、中間容量に変更されてからの経過時間ｔをカウントする（ステップ４，９）。
【００４７】
次に経過時間ｔと、中間容量で運転するために予め設定した運転時間ｔｃ（例えば２秒）とを比較する（ステップ１０）。ｔ≦ｔｃであるときには、圧縮機１の吐出容量を中間容量に維持する（ステップ１１）。
【００４８】
ｔ＞ｔｃとなり、しかも、圧縮機１の吐出容量を１００％から中間容量に変更した場合には（ステップ１０，１２）、圧縮機１の吐出容量を零容量にする（ステップ１３）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオフにする。
【００４９】
圧縮機１の吐出容量が中間容量でなく、且つ、１００％容量でもないときには（ステップ４，５）、蒸発器出口空気温度ＴＥと、ステップ３で求めた圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆと応差とを足した値（Ｔｏｆｆ＋応差）とを比較する（ステップ１４）。
【００５０】
ＴＥ＞（Ｔｏｆｆ＋応差）である場合には、圧縮機１の吐出容量を０％に維持する（ステップ１５）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオフにする制御を行う。
【００５１】
一方、ＴＥ≦（Ｔｏｆｆ＋応差）である場合には、圧縮機１の吐出容量を中間容量に変更する（ステップ１６）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオンにする。
【００５２】
圧縮機１の吐出容量が中間容量に変更されたら、中間容量に変更されてからの経過時間ｔをカウントする（ステップ４，９）。
【００５３】
次に経過時間ｔと、中間容量で運転するために予め設定した運転時間ｔｃ（例えば２秒）とを比較する（ステップ１０）。ｔ≦ｔｃであるときには、圧縮機１の吐出容量を中間容量に維持する（ステップ１１）。
【００５４】
ｔ＞ｔｃとなり、しかも、圧縮機１の吐出容量を０％から中間容量に変更した場合には（ステップ１０，１２）、圧縮機１の吐出容量を１００％容量にする（ステップ１７）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオフにする。
【００５５】
図６は上述した制御をした場合の、蒸発器出口空気温度ＴＥ（図６（ａ））、圧縮機容量（図６（ｂ））、グリル（吹出口）からの空気吹出温度（図６（ｃ））を示す。
【００５６】
図６に示すように、蒸発器出口空気温度ＴＥが圧縮機オフ温度以下になるときには、圧縮機１の吐出容量（圧縮機容量）を、１００％から、一旦、中間容量にしてから、０％にしている。しかも、中間容量にしている時間は、極めて短時間である。
また、蒸発器出口空気温度ＴＥが、（圧縮機オフ温度＋応差）以上になるときには、圧縮機１の吐出容量（圧縮機容量）を、０％から、一旦、中間容量にしてから、１００％にしている。しかも、中間容量にしている時間は、極めて短時間（ｔｃ＝２秒）である。
【００５７】
このように圧縮機１の吐出容量を、１００％と０％との間で変更する際に、一旦、中間容量での運転を短時間だけ行っている。中間容量でのトルクは、１００％容量でのトルクの約半分であるため、中間容量の運転を行うことにより、容量変更に伴うトルクショックが低減され、ドライバビリティの悪化が軽減される。
【００５８】
また、中間容量ではＣＯＰが低くなるが、中間容量での運転時間は短時間であるので、悪影響は殆どなく、全体的に省動力化を図ることができる。
【実施例２】
【００５９】
次に本発明の実施例２に係る車両用空調装置を説明する。実施例２は、実施例１を改良したものであり、圧縮機１のオン・オフ制御に伴う蒸発器出口空気温度ＴＥの変動を、エアミックスダンパ２３によるヒーター加熱量制御により相殺するようにしたものである。このため、実施例２ではグリル（吹出口）から吹き出される吹出空気の温度変化が微小に抑えられ、乗員の快適性が向上する。
なお、全体的な機械的構成は、図１に示す実施例１と同様であり、コントローラ３０を中心として行う演算・制御状態が異なっている。
【００６０】
ここでコントローラ３０を中心として行う、演算及び制御状態を、演算・制御状態を示す説明図である図７と、演算・制御状態を示すフロー図である図８を参照しつつ説明する。なお、この制御では、エンジン８が回転駆動していることを前提として、説明を進める。
【００６１】
コントローラ３０に、センサ検出値（設定室温ＴＳ、室温ＴＩ、日射量Ｓ、外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ、室内ファン電圧Ｖ、蒸発器出口空気温度ＴＥ）を入力する（ステップ１）。
【００６２】
コントローラ３０は、設定室温ＴＳ、室温ＴＩ、日射量Ｓ及び外温ＴＯを基に、予め設定した演算式から、目標吹出温度Ｔｍｓを演算する（ステップ２）。
【００６３】
コントローラ３０は、図２に示す、目標吹出温度Ｔｍｓと圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆとの関係から、ステップ２で求めた目標吹出温度Ｔｍｓに対応する圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆを演算する（ステップ３）。
【００６４】
圧縮機１の吐出容量が中間容量でなく１００％容量であるときには（ステップ４，５）、蒸発器出口空気温度ＴＥと、ステップ３で求めた圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆとを比較する（ステップ６）。
【００６５】
ＴＥ＞Ｔｏｆｆである場合には、圧縮機１の吐出容量を１００％に維持する（ステップ７）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオフにする制御を行う。
【００６６】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。ヒーター入口温度Ｔｈ１とは、ヒーター２４の入口面からヒーター２４に流入している空気温度のことをいい、外温ＴＯが高いほど、圧縮機回転数Ｎが低いほど、室内ファン電圧Ｖが高いほど（風量が多いほど）、ヒーター入口温度Ｔｈ１は高くなる。
【００６７】
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００６８】
一方、ＴＥ≦Ｔｏｆｆである場合には、圧縮機１の吐出容量を中間容量に変更する（ステップ８）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオンにする。
【００６９】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００７０】
圧縮機１の吐出容量が中間容量に変更されたら、中間容量に変更されてからの経過時間ｔをカウントする（ステップ４，９）。
【００７１】
次に経過時間ｔと、中間容量で運転するために予め設定した運転時間ｔｃ（例えば２秒）とを比較する（ステップ１０）。ｔ≦ｔｃであるときには、圧縮機１の吐出容量を中間容量に維持する（ステップ１１）。
【００７２】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００７３】
ｔ＞ｔｃとなり、しかも、圧縮機１の吐出容量を１００％から中間容量に変更した場合には（ステップ１０，１２）、圧縮機１の吐出容量を零容量にする（ステップ１３）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオフにする。
【００７４】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００７５】
圧縮機１の吐出容量が中間容量でなく、且つ、１００％容量でもないときには（ステップ４，５）、蒸発器出口空気温度ＴＥと、ステップ３で求めた圧縮機オフ温度Ｔｏｆｆと応差とを足した値（Ｔｏｆｆ＋応差）とを比較する（ステップ１４）。
【００７６】
ＴＥ＞（Ｔｏｆｆ＋応差）である場合には、圧縮機１の吐出容量を０％に維持する（ステップ１５）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオフにする制御を行う。
【００７７】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００７８】
一方、ＴＥ≦（Ｔｏｆｆ＋応差）である場合には、圧縮機１の吐出容量を中間容量に変更する（ステップ１６）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオンにする。
【００７９】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００８０】
圧縮機１の吐出容量が中間容量に変更されたら、中間容量に変更されてからの経過時間ｔをカウントする（ステップ４，９）。
【００８１】
次に経過時間ｔと、中間容量で運転するために予め設定した運転時間ｔｃ（例えば２秒）とを比較する（ステップ１０）。ｔ≦ｔｃであるときには、圧縮機１の吐出容量を中間容量に維持する（ステップ１１）。
【００８２】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００８３】
ｔ＞ｔｃとなり、しかも、圧縮機１の吐出容量を０％から中間容量に変更した場合には（ステップ１０，１２）、圧縮機１の吐出容量を１００％容量にする（ステップ１７）。即ち、コントローラ３０は、電磁クラッチ１０をオンにし、電磁弁７をオフにする。
【００８４】
このとき、コントローラ３０は、この時の外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算する（ステップ２０）。
そして、コントローラ３０は、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算する（ステップ２１）。演算される開度θは、目標吹出温度Ｔｍｓの変動を抑えるように演算により求められる。コントローラ３０は、エアミックスダンパ２３の開度（％）を、ステップ２１で求めた開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御する。
【００８５】
図９は上述した制御をした場合の、蒸発器出口空気温度ＴＥ（図９（ａ））、圧縮機容量（図９（ｂ））、エアミックスダンパ開度θ（図９（ｃ））、グリル（吹出口）からの空気吹出温度（図９（ｃ））を示す。
【００８６】
図９に示すように、蒸発器出口空気温度ＴＥが圧縮機オフ温度以下になるときには、圧縮機１の吐出容量（圧縮機容量）を、１００％から、一旦、中間容量にしてから、０％にしている。しかも、中間容量にしている時間は、極めて短時間である。
また、蒸発器出口空気温度ＴＥが、（圧縮機オフ温度＋応差）以上になるときには、圧縮機１の吐出容量（圧縮機容量）を、０％から、一旦、中間容量にしてから、１００％にしている。しかも、中間容量にしている時間は、極めて短時間（ｔｃ＝２秒）である。
【００８７】
このように圧縮機１の吐出容量を、１００％と０％との間で変更する際に、一旦、中間容量での運転を短時間だけ行っている。中間容量でのトルクは、１００％容量でのトルクの約半分であるため、中間容量の運転を行うことにより、容量変更に伴うトルクショックが低減され、ドライバビリティの悪化が軽減される。
【００８８】
また、中間容量ではＣＯＰが低くなるが、中間容量での運転時間は短時間であるので、悪影響は殆どなく、全体的に省動力化を図ることができる。
【００８９】
しかも、圧縮機１のオン・オフ制御に伴う蒸発器出口空気温度ＴＥの変動を、エアミックスダンパ２３によるヒーター加熱量制御により相殺するようにしたため、実施例２ではグリル（吹出口）から吹き出される吹出空気の温度変化が微小に抑えられ、乗員の快適性が向上する。
【００９０】
なお上述した実施例２では、外温ＴＯ、圧縮機回転数Ｎ及び室内ファン電圧Ｖを基に、ヒーター入口温度Ｔｈ１を、予め設定した演算式を基に予測演算し、目標吹出温度Ｔｍｓとヒーター入口温度Ｔｈ１をパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算し、エアミックスダンパ２３の開度（％）が、演算した開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御していた。
【００９１】
しかし、この制御に用いる「ヒーター入口温度Ｔｈ１」の代わりに、「蒸発器出口空気温度ＴＥ」を用いることもできる。即ち、目標吹出温度Ｔｍｓと蒸発器出口空気温度ＴＥをパラメータとする関数を基に、エアミックスダンパ２３の開度θを演算し、エアミックスダンパ２３の開度（％）が、演算した開度θ（％）となるように、エアミックスダンパ２３のアクチュエータを作動・制御するようにしてもよい。
【実施例３】
【００９２】
次に本発明の実施例３に係る車両用空調装置を説明する。なお、全体的な機械的構成は、図１に示す実施例１と同様であり、コントローラ３０を中心として行う演算・制御状態が異なっている。なお、実施例３では、圧縮機１は、最大容量と、第１の中間容量（５０％容量）と、第２の中間容量（２５％容量）の、３位置の吐出容量を有しているものを採用する。
【００９３】
実施例３では、圧縮機１の吐出容量を、１００％から０％に変更する際には、第１の中間容量（例えば５０％吐出容量）での短時間（例えば１秒）運転と、第２の中間容量（例えば２５％吐出容量）での短時間（例えば１秒）運転を介在させる。
逆に、圧縮機１の吐出容量を、０％から１００％に変更する際には、第２の中間容量（例えば２５％吐出容量）での短時間（例えば１秒）運転と、第１の中間容量（例えば５０％吐出容量）での短時間（例えば１秒）運転を介在させる。
【００９４】
このように、２段階の中間容量運転をするため、吐出容量を変更する場合であっても、更にトルクショックが小さくなる。
【００９５】
図１０は、圧縮機の吐出容量と圧縮機効率との関係、並びに、第１，第２の中間容量を示す特性である。図１０から分かるように、吐出容量が小さいほど、圧縮機効率が悪くなることがわかる。
【００９６】
また図１１は、圧縮機の吐出容量と、冷凍サイクル全体のシステムＣＯＰとの関係、並びに、第１，第２の中間容量を示す特性である。図１１から分かるように、吐出容量が５０％前後の範囲において、ＣＯＰが大きくなる。これは、吐出容量が減少すると、冷凍サイクルの高低圧差が減少して冷凍サイクルの理論効率が上昇するため、圧縮効率を考慮したシステムＣＯＰは、吐出容量が５０％付近で最大となる特性を示すためである。また、吐出容量が小さくなるにしたがい、ＣＯＰが小さくなることが分かる。
【００９７】
実施例３では、第１の中間容量は、第２の中間容量に比べて、圧縮機効率が高く（図１０参照）、システムＣＯＰも高いため（図１１参照）、第２の中間容量での運転時間が減少することにより、システム全体として省動力化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は車両用空調装置において、複数の吐出容量を有する圧縮機を採用したものに適用することができ、吐出容量変化があってもトルクショックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】車両用空調装置を示す構成図。
【図２】各空調モードにおける、目標吹出温度に対する圧縮機オフ温度を示す特性データ図。
【図３】圧縮機のオン・オフのヒステリシス制御状態を示す特性図。
【図４】実施例１における演算・制御状態を示す説明図。
【図５】実施例１における演算・制御状態を示すフロー図。
【図６】実施例１における空調装置の運転状態を示す特性図。
【図７】実施例２における演算・制御状態を示す説明図。
【図８】実施例２における演算・制御状態を示すフロー図。
【図９】実施例２における空調装置の運転状態を示す特性図。
【図１０】吐出容量と圧縮機効率との関係を示す特性図。
【図１１】吐出容量とシステムＣＯＰとの関係を示す特性図。
【図１２】吐出容量と圧縮機効率との関係を示す特性図。
【図１３】吐出容量とシステムＣＯＰとの関係を示す特性図。
【符号の説明】
【０１００】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  レシーバ
４  膨張弁
５  蒸発器
６  冷媒配管
７  電磁弁
８  エンジン
９  ベルト
１０  電磁クラッチ
２０  エアダクト
２１  内外気切替ダンパ
２２  室内ファン
２３  エアミックスダンパ
２４  ヒーター
２５ａ  顔吹出口
２５ｂ  足元吹出口
３０  コントローラ
【図１】
2005343236.tif 000003
【図２】
2005343236.tif 000004
【図３】
2005343236.tif 000005
【図４】
2005343236.tif 000006
【図５】
2005343236.tif 000007
【図６】
2005343236.tif 000008
【図７】
2005343236.tif 000009
【図８】
2005343236.tif 000010
【図９】
2005343236.tif 000011
【図１０】
2005343236.tif 000012
【図１１】
2005343236.tif 000013
【図１２】
2005343236.tif 000014
【図１３】
2005343236.tif 000015